利用占空比比较器的高效多输出DC-DC转换器：抑制交叉调节与快速响应

本文提出了一种具有占空比调节比较器控制的稳健的交叉调节抑制单电感多输出直流-直流转换器（Robust Cross-Regulation-Suppressed Single-Inductor Multiple-Output (SIMO) DC-DC Converter with Duty-Regulated Comparator Control）。该创新设计旨在通过有效地结合比较器控制和线性补偿器控制器，实现快速负载瞬态响应与对其他输出通道低交叉调节的双重优势。 传统的DC-DC转换器在多输出系统中可能面临的问题包括负载变化时的响应不一致（即交叉调节）和对输入电流准确性依赖较高的问题。为了克服这些问题，研究者采用了新颖的控制策略。首先，通过采用比较器控制，可以实现实时的电压误差检测和调整，确保各输出电压的精确跟踪。这种方法能够快速响应负载变化，提高转换器的动态性能。 然而，仅仅依赖比较器控制可能无法提供足够的线性特性来抑制交叉调节。因此，文中引入了线性补偿器作为补充，它能有效地平滑输出电压的变化，减少因输出之间的相互影响而产生的电压波动。这种组合策略使得控制器能够在一个系统中同时兼顾速度和稳定性，提高了整个转换器的效率。 值得注意的是，为了实现这一目标，该设计巧妙地避免了对电感器电流的直接反馈，因为这通常对电感器的精度要求较高。通过采用 duty-regulated comparator control（占空比控制的比较器），控制器能够在不依赖于电感器精确度的前提下，优化电流分配，从而实现更稳健的系统行为。 这项研究在DC-DC转换器设计中引入了创新的控制方法，提升了系统在多输出环境下工作的稳定性和灵活性，对于实际应用中的电源管理、电力电子设备以及分布式能源系统等具有重要的意义。作者Yanqi Zheng等人来自香港中文大学、中山大学和美国科罗拉多大学波尔德分校，他们的研究成果将为高性能、高效率的电力转换器设计提供新的理论支持和技术指导。